Czy sole przewodzą prąd elektryczny?

Polecenie 1

Za pomocą symulacji zbadaj przewodnictwo elektryczne soli w postaci stałej, stopionej oraz w roztworach wodnych. Wybierz z listy odpowiednią sól i sprawdź, kiedy żarówka się świeci.

Zapoznaj się opisem symulacji, w której zbadano przewodnictwo soli w postaci stałej, stopionej oraz w roztworach wodnych.

Zapoznaj się zapisem symulacji, w której zbadano przewodnictwo soli w postaci stałej, stopionej oraz w roztworach wodnych.

1

Symulacja 1

R1AK4SFL7RNA1

W symulacji zbadano przewodnictwo elektryczne soli w postaci stałej, stopionej oraz w roztworze wodnym, włączając je do obwodu wyposażonego w elektrody, żarówkę oraz baterie. W doświadczeniach wykorzystano chlorek sodu $\text{NaCl}$, azotan (<math aria‑label="pięć">V) potasu ${\text{KNO}}_3$, azotan (<math aria‑label="pięć">V) sodu ${\text{NaNO}}_3$ oraz manganian (<math aria‑label="siedem">VII) potasu ${\text{KMnO}}_4$. Sole kolejno włączano do obwodu w postaci stałej, po ich stopieniu oraz po rozpuszczeniu w wodzie. Obserwacje: W przypadku postaci stałej wszystkie wymienione sole nie przewodziły prądu. Żarówka nie świeciła. W przypadku roztworów wodnych oraz w postaci stopionej wszystkie sole przewodziły prąd. Żarówka świeciła się.

W symulacji zbadano przewodnictwo elektryczne soli w postaci stałej, stopionej oraz w roztworze wodnym, włączając je do obwodu wyposażonego w elektrody, żarówkę oraz baterie. W doświadczeniach wykorzystano chlorek sodu $\text{NaCl}$, azotan (<math aria‑label="pięć">V) potasu ${\text{KNO}}_3$, azotan (<math aria‑label="pięć">V) sodu ${\text{NaNO}}_3$ oraz manganian (<math aria‑label="siedem">VII) potasu ${\text{KMnO}}_4$. Sole kolejno włączano do obwodu w postaci stałej, po ich stopieniu oraz po rozpuszczeniu w wodzie. Obserwacje: W przypadku postaci stałej wszystkie wymienione sole nie przewodziły prądu. Żarówka nie świeciła. W przypadku roztworów wodnych oraz w postaci stopionej wszystkie sole przewodziły prąd. Żarówka świeciła się.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DqBiF4lIo

R12NzsHNtGZkr

Wybierz, która z soli w postaci stałej przewodzi prąd elektryczny. Możliwe odpowiedzi: 1. $\text{NaCl}$, 2. ${\text{KNO}}_3$, 3. ${\text{NaNO}}_3$, 4. ${\text{KMnO}}_4$, 5. Żadna z soli w postaci stałej nie przewodzi prądu elektrycznego.

Rr3MrpbNa5veu

Na podstawie powyższej symulacji zaznacz wszystkie sole, które zarówno w postaci roztworów, jak i w postaci stopionej, przewodzą prąd elektryczny. Możliwe odpowiedzi: 1. $\text{NaCl}$, 2. ${\text{KNO}}_3$, 3. ${\text{NaNO}}_3$

Czy wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny?

Doświadczenie 1

Przeprowadź doświadczenie chemiczne polegające na zbadaniu przewodnictwa elektrycznego wodnych roztworów wybranych soli.

RdGbUX9YIhHgz

Problem badawczy: Czy wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny?. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny. Hipoteza 2: Wodne roztwory soli nie przewodzą prądu elektrycznego. Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: 6 zlewek o pojemności 100 cm3; pręciki szklane; łyżeczki; woda destylowana; urządzenie z żarówką do badania przewodnictwa elektrycznego roztworów; stały chlorek wapnia; stały chlorek sodu (sól kamienna); stały siarczan(VI) magnezu; stały węglan sodu; stały azotan(V) potasu. Instrukcja: 1. Do sześciu jednakowych zlewek wlej 50 cm3 wody destylowanej. 2. Do pięciu z nich wsyp 3 g następujących substancji: do zlewki 1. – chlorku wapnia; do zlewki 2. – chlorku sodu; do zlewki 3. – siarczanu(VI) magnezu; do zlewki 4. – węglanu sodu; do zlewki 5. – azotanu(V) potasu. 3. Zawartość pięciu zlewek dokładnie wymieszaj za pomocą szklanych pręcików. 4. Do każdego z roztworów oraz do zlewki z wodą destylowaną wprowadź urządzenie do badania przewodnictwa elektrycznego i sprawdź, w którym z roztworów zaświeci się żarówka.

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne polegające na zbadaniu przewodnictwa elektrycznego wodnych roztworów wybranych soli.

Problem badawczy:

Czy wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny?

Hipoteza:

Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny.

Co było potrzebne:

• $6$ zlewek o pojemności $100 {\text{cm}}^3$;

• pręciki szklane;

• łyżeczki;

• woda destylowana;

• urządzenie z żarówką do badania przewodnictwa elektrycznego roztworów;

• stały chlorek wapnia;

• stały chlorek sodu (sól kamienna);

• stały siarczan$\left(\text{VI}\right)$ magnezu;

• stały węglan sodu;

• stały azotan$\left(\text{V}\right)$ potasu.

Przebieg doświadczenia:

Do sześciu jednakowych zlewek wlano $50 {\text{cm}}^3$ wody destylowanej. Do pięciu z nich wsypano $3 \text{g}$ następujących substancji:

• do zlewki $1.$ – chlorku wapnia;

• do zlewki $2.$ – chlorku sodu;

• do zlewki $3.$ – siarczanu$\left(\text{VI}\right)$ magnezu;

• do zlewki $4.$ – węglanu sodu;

• do zlewki $5.$ – azotanu$\left(\text{V}\right)$ potasu.

Zawartość pięciu zlewek dokładnie wymieszano za pomocą szklanych pręcików. Do każdego z roztworów oraz do zlewki z wodą destylowaną wprowadzono urządzenie do badania przewodnictwa elektrycznego i sprawdzono, w którym z roztworów zaświeciła się żarówka.

Obserwacje:

W każdym z roztworów soli żarówka się zaświeciła. W wodzie destylowanej nie zaobserwowano świecenia żarówki

Wnioski:

Przygotowane roztwory soli przewodzą prąd elektryczny. Sole pod wpływem wody ulegają procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W wodnych roztworach soli obecne są jony, które mogą swobodnie się poruszać i transportować ładunki elektryczne.

1

Polecenie 2

Zapisz obserwacje i wnioski oraz zweryfikuj postawioną hipotezę.

RoofhuFWoIima

Obserwacje: (Uzupełnij). Weryfikacja hipotezy: (Uzupełnij). Wnioski: (Uzupełnij).

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Obserwacje:

Pamiętaj, że obserwacje to wszystkie zmiany, jakie jesteśmy w stanie zauważyć za pomocą zmysłów (wzroku, słuchu, dotyku oraz węchu).

Weryfikacja hipotezy:

Czy postawiona przez Ciebie hipoteza okazała się prawdziwa?

Wnioski:

Co wynika z obserwowanych przez Ciebie zmian? Nawiąż swoją odpowiedź do sformułowanego pytania w problemie badawczym.

Pokaż odpowiedź

Obserwacje:

R12cVm2WI1Z24

W każdym z roztworów soli żarówka się zaświeciła. W zlewce z wodą destylowaną nie zaobserwowano świecenia żarówki.

Weryfikacja hipotezy:

Postawiona hipoteza okazała się prawdziwa (Hipoteza 1). Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny.
lub
Postawiona hipoteza okazała się fałszywa (Hipoteza 2). Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny.

Wnioski: Przygotowane roztwory soli przewodzą prąd elektryczny. Sole pod wpływem wody ulegają procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W roztworach soli obecne są jony, które mogą swobodnie się poruszać i transportować ładunki elektryczne.

R1PB2wEUeAVMC

Zaznacz prawdziwe stwierdzenie dotyczące przewodnictwa prądu elektrycznego. Możliwe odpowiedzi: 1. Sole w stanie stałym, jak i w postaci roztworów wodnych, przewodzą prąd elektryczny., 2. Sole w stanie stałym nie przewodzą prądu elektrycznego, ale ich roztwory wodne już tak., 3. Sole w stanie stałym przewodzą prąd elektryczny, ale ich roztwory wodne już nie.

Prąd elektryczny przewodzą takie związki chemiczne, które zbudowane są z jonów. Należy jednak pamiętać, że jony te muszą mieć możliwość  swobodnego poruszania się, tzn. nie mogą być związane silnymi wiązaniami jonowymi, jakie występują w solach w stanie stałym.

Skąd w roztworze wodnym soli biorą się jony?

Rozpuszczalne w wodzie sole są elektrolitami, ponieważ ich roztwory wodne przewodzą prąd elektryczny. Pod wpływem wody kryształy soli ulegają rozpadowi na jony, z których są zbudowane. Uwalniane są wówczas kationy metali i aniony reszty kwasowej. Proces ten nazywa się dysocjacją elektrolityczną.

Należy przy tym pamiętać, że sole w stałym stanie skupienia nie przewodzą prądu elektrycznego. Występujące w krysztale jony są unieruchomione (mogą tylko wykonywać drgania, ale nie mogą się poruszać).

Polecenie 3

Obejrzyj film, w którym przedstawiono proces rozpuszczania i dysocjacji elektrolitycznej chlorku sodu, a następnie rozwiąż ćwiczenie.

RJyjH9THegEm7

Na filmie ukazano jak przebiega proces rozpuszczania i dysocjacji elektrolitycznej chlorku sodu.

Na filmie ukazano jak przebiega proces rozpuszczania i dysocjacji elektrolitycznej chlorku sodu.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RJyjH9THegEm7

Na filmie ukazano jak przebiega proces rozpuszczania i dysocjacji elektrolitycznej chlorku sodu.

RlVx0TKi07TTx

Uzupełnij poniższy tekst, wybierając odpowiednie słowo spośród podanych. Podczas rozpuszczania chlorku sodu 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny cząsteczki wody, pod wpływem działania 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny, uwalniają z kryształu soli 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny: kationy sodu i 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny chlorkowe, które mogą przenosić ładunek elektryczny (elektrony). Dzięki temu 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny chlorku sodu przewodzi 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny.

Uzupełnij poniższy tekst, wybierając odpowiednie słowo spośród podanych. Podczas rozpuszczania chlorku sodu 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny cząsteczki wody, pod wpływem działania 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny, uwalniają z kryształu soli 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny: kationy sodu i 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny chlorkowe, które mogą przenosić ładunek elektryczny (elektrony). Dzięki temu 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny chlorku sodu przewodzi 1. aniony, 2. sił elektrostatycznych, 3. kationy, 4. polarne, 5. niepolarne, 6. prąd elektryczny, 7. jony, 8. roztwór wodny.

Chlorek sodu ulega zatem procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W jego wyniku z sieci krystalicznej uwalniane są jony, z których zbudowane są kryształy chlorku sodu. 

Chlorek sodu, o wzorze $\text{NaCl}$, jest zbudowany z kationów sodu (${\text{Na}}^{+}$) i anionów chlorkowych (${\text{Cl}}^{-}$), dlatego proces dysocjacji elektrolitycznej zapisujemy następująco:

$\text{NaCl}\stackrel{{\text{H}}_2\text{O}}{\to }{\text{Na}}^{+}+{\text{Cl}}^{-}$

$\text{chlorek sodu}\stackrel{{\text{H}}_2\text{O}}{\to }\text{kation sodu}+\text{anion chlorkowy}$

W jaki sposób zapisać równanie dysocjacji elektrolitycznej azotanu$\left(\text{V}\right)$ żelaza$\left(\text{III}\right)$ o wzorze $\text{Fe}{\left({\text{NO}}_3\right)}_3$?

Azotan$\left(\text{V}\right)$ żelaza$\left(\text{III}\right)$ zbudowany jest z kationów żelaza$\left(\text{III}\right)$ (${\text{Fe}}^{3+}$) oraz anionów azotanowych$\left(\text{V}\right)$ (${\text{NO}}_3^{-}$). W krysztale $\text{Fe}{\left({\text{NO}}_3\right)}_3$ na jeden kation ${\text{Fe}}^{3+}$ przypadają trzy aniony ${\text{NO}}_3^{-}$. Dlatego równanie procesu dysocjacji elektrolitycznej zapisujemy następująco:

$\text{Fe}{\left({\text{NO}}_3\right)}_3\stackrel{{\text{H}}_2\text{O}}{\to }{\text{Fe}}^{3+}+3{{\text{NO}}_3}^{-}$

$\text{azotan}\left(\text{V}\right) \text{żelaza}\left(\text{III}\right)\stackrel{{\text{H}}_2\text{O}}{\to }\text{kation żelaza}\left(\text{III}\right)+\text{anion azotanowy}\left(\text{V}\right)$

Pamiętaj, że suma ładunków dodatnich musi się równać sumie ładunków ujemnych po lewej i prawej stronie równania. Przeanalizuj poniższą tabelę, w której zamieszczono równania procesów dysocjacji elektrolitycznej niektórych soli, a następnie wykonaj ćwiczenie.

Podsumowanie

• Stopione sole przewodzą prąd elektryczny

• Wodne roztwory soli przewodzą prąd elektryczny – sole są zatem elektrolitami.

• Sole w wodzie ulegają dysocjacji elektrolitycznej, czyli rozpadają się (dysocjują) na kationy metali i aniony reszty kwasowej.

Słownik